Способ получения фосфорных удобрений
Применение: в области получения фосфорного суспендированного удобрения высокой агрохимической эффективности из бедного и труднообогатимого фосфатного сырья, что позволяет расширить сырьевую базу минеральных удобрений. Сущность изобретения: способ получения фосфорного удобрения осуществляют путем обработки водной суспензии с содержанием 50-60% фосфоритовой руды или муки в высоковольтном импульсном разряде с амплитудой напряжения 10-15 кВ в течение 10-20 с. 1 табл.
COIO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 С 05 В 17/00, 11/02
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ .ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4848766/26 (22) 09.07.91 (46) 07.04.93, Бюл. Мт 13 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых (72) С,П. Гисматуллина, А,А, Барабанов, Г,С.
Лучкин и М,Ю. Ваняшина (56) Поэин М.Е, Технология минеральных солей, 1961, с. 565.
Авторское свидетельство СССР
N.712407, .кл. .C 05 В 11/02, опубл, 1978. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНЫХ
УДОБРЕНИЙ
Изобретение относится к, технологии получения фосфорных удобрений из природных фосфатов, позволяет увеличить агрохимическую эффективность фосфоритов за счет увеличения в них доли усваиваемого
РгОв и может быть использовано при переработке некондиционнь х, бедных и труднообогатимых фосфатных руд, Целью изобретения является ускорение процесса вскрытия фосфатного сырья, снижение энергозатрат и исключение пылеобразования в процессе получения и применения удобрения.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения фосфорных удобрений путем механического вскрытия фосфатного сырья, согласно изобретению, вскрытие фосфатного сырья осуществляют в водной суспензии при содержании твер дого 50-60% наложением высоковольтных электрических импульсных разрядов с амплитудой 10 — 15 кВ в течение 10 — 20 с.. Ж,,„1807046 А1 (57) Применение: в области получения фосфорного суспендированного удобрения высокой агрохимической эффективности из бедного и труднообогатимого фосфатного сырья, что позволяет расширить сырьевую базу минеральных удобрений, Сущность изобретения: способ получения фосфорного удобрения осуществляют путем обработки водной суспензии с содержанием 50-60 фосфоритовой руды или муки в высоковольтном импульсном разряде с амплитудой напряжения 10 — 15 кВ в течение 10-20 с. 1 табл.
°
В известных способах высоковольтные импульсные разряды с амплитудой 10 - 15 кВ не используются для вскытия фосфатного сырья и получения суспендированных удобрений, Использование в предлагаемом спосо- " д бе получения, фосфорных удобрений выше Ср упомянутых отличительных признаков придает ему свойства, не присущие известным способам и обуславливающие ускорение процессов вскрытия фосфатов и увеличение С в них усваиваемых форм РгОБ при сокраще- Ф нии времени, снижении энергозатрат и пол- 0 учении суспендированного удобрения, что исключает пылеобразование в процессе получения и применения.
Процесс осуществляют следующим образом.
Необогащенную фосфоритовую руду или фосфоритовую муку стандартного помола (-0,16 мм) помещают в камеру объемом
100 — 200 мл с двумя электродами типа "ост1
1807046 рие-плоскость", заполняют водой с содержанием твердого 50-60%, после чего подвергают обработке электрическими импульсами с амплитудой 10-15 кВ в течение 10-20 с.
В качестве источника электрических импульсов в лабораторной установке используется универсальный генератор с электронным управлением УГЭ-4, в режиме высоковольтной конденсированной искры длительностью единичных электрических импульсов 10 с, выпускаемый серийно промышленностью по ТУ 3281 — 76. В промышленных условиях процесс может быть реализован в установках типа ПЭГД, Готовая суспензия анализируется на содержание усваивэемых форм PzOs (лимоннорастворимые) стандартным фотометрическим способом, на устойчивость (степень расслоения) по величине отношения осветленного столба суспензии к общему уровню суспензии в цилиндре (%) на вязкость методом ротационной вискозиметрии (мПа c). Основные результаты приведены в таблице 1.
Пример 1, Фосфоритовую руду Богдановского месторождения дисперсностью
0,16 мм, состава: Рг05общ. 10% ° РгО5усв, 2% (20% относ.), SiOz 60,7%, Са0 12,7%, MgO
0,6%, Кг0 1,7%, F8z03 3,4%, Alz03 4,1%, F
0,9%, смешивали с водой до получения суспензии с содержанием твердого 50% и анализировали на содержание усваиваемого
PzOs и устойчивость суспензии по известным методикам. Результаты, приведенные в таблице, свидетельствуют, что вскрытия фосфата не произошло, т,к. содержание лимоннорастворимого PzOs в твердой фазе не увеличилось.
Пример 2. Суспензию того же состава, как в примере 1, помещали в камеру с двумя электродами и подвергали электроимпульсной обработке с амплитудой 10 кВ длительностью 10 с в течение 5 с, после чего выгружали суспензию и анализировали ее на содержание лимоннорастворимого PzOs, вязкость и устойчивость, Получали продукт с содержанием 5,4% РгОиу, . в твердой фазе, что свидетельствует о 54% степени вскрытия фосфата.
При мерыЗи4, Проводилипо примеру
2, но с тем отличием, что время обработки высоковольтными разрядами увеличивали соответственно до 10 и 15 с. При этом достигали более полного (60%) вскрытия фосфата до РгОэ усваиваемого.
Пример 5. Проводили по примеру 2, но с тем отличием, что содержание твердого в.суспензии увеличивали до.55%, Достигали
56% вскрытия фосфата.
55 личивали до 15 с и достигали 60% вскрытия фосфата.
Пример 19. Проводили по примеру 17, но с тем отличием, что амплитуду импульсного разряда увеличивали до 15 кВ. При этом достигали 62% вскрытия фосфата.
Пример 20. Ковдорский апатитовый концентрат с высоким содержанием общего
Рг05 (39,4%) усваиваемого Рг05 2%, СаО
52,0%, А!гОз 1%, РегОз 0,3%, F 2,5%, дис-. персностью < 0,1 мм с содержанием e cycПример 6 и 7. Проводили по примеру
5, но с тем отличием, что время обработки увеличивали до 10 и 15 с соответственно, При этом достигали 60 и 62% вскрытия фосфата.
Пример 8. Проводили по примеру 2, но с тем отличием, что содержание твердого в суспензии увеличивали до 60%. Достигали
58% вскрытия фосфата.
Пример 9 и 10. Проводили по примеру
8, но с тем отличием, что время обработки суспензии увеличивается соответственно до 10 и 15 с. При этом достигали 59 и 60%
"5 вскрытия фосфата.
Пример 11 и 12. Проводили по примеру 9, но с тем отличием, что содержание твердого в суспензии изменяли соответственно до 65 и 45%, При этом достигали 58 и
60% вскрытия, но вязкость в суспензии в примере 11 превышала 300 мПа.с, à в примере 12 снизилось содержание общего Рг05 в суспензии до 4,5%.
П р и.м е р 13. Проводили по примеру 7, но с тем отличием, что амплитуду электроимпульсного разряда уменьшали до 8 «В.
При этом не достигалось высокого вскрытия фосфата (40%).
Пример 14. Проводили по примеру 13, 30 но с тем отличием, что время обработки суспензии увеличивали до 30 с. При этом достигали 50% вскрытия фосфата.
Пример 15, Проводили по примеру 5, но с тем отличием, что амплитуду разряда . увеличивали до 15 кВ. При этом достигалось высокое вскрытие фосфэта (62%), Пример 16, Проводили по примеру 15, но с тем отличием, что время обработки суспензии увеличивали до 10 с и достигали 62%
40 вскрытия фосфата, .
Пример 17. Фосфоритовую муку
Егорьевского месторождения дисперсностью < 0,16 мм с содержанием 21,4% общего Рг05, СаО 33,5%, SiOz 17,0%, FezOg 7,0%, 45 А1гОз 3,2%, F 2,0% обрабатывали по примеру 6 и не достигали высокого вскрытия фосфата, Пример 18; Проводили по примеру 17, но с тем отличием, что время обработки уве1807046 пензии 55% твердой фазы обрабатывали по примеру 6 и не достигали высокого вскрытия апатита (42%).
Пример 21, Проводили по примеру
20, но с тем отличием, что амплитуду импульсного разряда повышали до 15 кВ, при этом достигали 50% вскрытия фосфата.
Пример 22 и 23. Проводили по примеру 21, но с тем отличием, что время обработки увеличивали до 20 и 30 с соответственно. В последних примерах достигали 60% вскрытия фосфата.
Как видно из таблицы, наиболее полное вскрытие фосфатного вещества при содержании P2O5ot>w. 10% осуществляется наложением высоковольтных импульсных, разрядов с амплитудой 10 кВ в течение 10 с (примеры 3, 6 и 9).
При содержании РрО д щ. 20% максимальное вскрытие осуществляется при амплитуде импульса 10 кВ в течение 15 с (пример 18) или при амплитуде импульса 15 к В в течение 10 с (пример 19). При содержании Р20 0гщ, 40 максимальное вскрытие осуществляется при амплитуде импульса 15 кВ в течение 20 с (пример 22). На примере
23 показано, что увеличение времени обработки до 30 с не приводит к увеличению
Р Оьусв. С дальнейшим увеличением времени обработки (более 30 с) степень вскрытия фосфата увеличивается незначительно, энергозатраты растут быстрее, что экономически не выгодно. Оптимальное содер>кание твердого в жидком при получении суспендирован ного удобрения выбрано 50—
60%. Уменьшение содержания твердого до
45 нецелесообразно, т.к, приводит к уменьшению содержания Р О в суспензии (пример 12). Увеличение содержания твердого выше 60% нецелесообразно, т.к. увеличивается вязкость суспензии, что затрудняет ее механическое внесение (пример 11).
В таблице приведены также данные по механическому вскрытию фосфата способом-прототипом, из которых следует, что время 50% вскрытия фосфата составляет
30 — 40 мин (1800 — 2400 с), что в 80 — 200 раз больше, чем по предлагаемому способу.
Энергозатраты, которые определяются мощностью установки и временем обработ10
20 муки высокой дисперсности (<50 мкм), позволяет значительно снизить потери при
40
50
30 ки, для вибрационных лабораторных мельниц мощностью 1 кВт составляют 5 кВт ч/кг руды, а для электроимпульсной установки при амплитуде 10 — 15 кВ, энергозатраты cQ ставляют 1,7 — 3,3 кВт ч/кг, что в 1,5-3 раза ниже.
Таким образом, использование в известном способе получения фосфорных удобрений такого отличительного признака как обработка суспензии высоковольтными электрическими импульсами с амплитудой
10 — 15 кВ, позволяет сократить время вскрытия фосфата с 30 — 40 мин (1800 — 2400 с) до
10-20 с, снизить энергозатраты в 1,5-3 раза и удешевить процесс получения удобрения за счет этого в 2 — 4 раза, при одновременном повышении производительности труда, Предлагаемый способ получения суспендированных удобрений взамен сухой транспортировке, хранении и внесении удобрений, улучшить и обезопасить условия труда работающих, т.к. фосфоритовая мука высокой дисперсности относится к вредным веществам.
Другим преимуществом предлагаемого способа получения фосфорных удобрений является воэможность использования в качестве эффективных удобрений бедного и труднообогатимого фосфатного сырья, не пригодного для получения концентрированных товарных удобрений, Предлагаемый способ получения фосфорных удобрений может быть реализован непосредственно на месторождении или в хозяйствах, использующих фосфоритовую муку или местное фосфатное сырье.
Формула изобретения
Способ получения фосфорных удобрений из необогащенных фосфорных руд с высоким содержанием примесей путем вскрытия фосфатного сырья, о тл и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения степени вскрытия фосфатов, снижения энергозатрат и пылеобразования, вскрытие фосфатного сырья осуществляют в водной суспензии при содержании твердого 50-60% наложением высоковольтных импульсных разрядов с амплитудой напряжения 10 — 15 кВ в течение 10 — 20 с.
1807046
Основные показатели процесса электрогидравлического вскрытия фосфатного сырья
Опыт
Параметры процесса
Характеристика продукта соде ржание
Р,О, Ой в сырье степень вскрытия
4 отн. соде ржание твердого в суспензии, время обработки с амплисодержание
Р О q- JC, в суспенз ии, 4 соде ржа ние
1 z 0s обц. в сусп., вязкость мПа с степень туда импул. кв расслоения суспензии, 180
10
2 10, .5
3 10 10
4 10 15
185
10
190 1 30
260
П рототип
10
260
10
10
31О
270 280
235
62
10 10
31
22
28
28
26
26
10
21,4
21,4
21,4
39,4
39,4
3 Э, 4
39,4
62
3,1
53
10,3
13,0
13,0
22
39,2
18002400
Составитель Н.Марокова
Редактор А.Никольская Техред М,Моргентал Корректор E.Ïàïï
Заказ 1359 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., 4/5.
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101
5 10 5 55
6 10 10 55
7 10 15 55
8 10 5 60
9 10 10 60
19 10 15 60
11 10 10 65
12 10 10 45
13 8 15 55
14 8 30 55
15 15 5 55
16 15 10 55
17 10 10 ° 55
18 10 15 55
19 15 1О 55
20 10 10 55
21 15 10 55
22 15 20 5 5
23 15 30 55
5,5
5,5
5 5
6,0
6,0
6,0
6,5
4,5
5,5
5,5
5,5
5у)
1197
11,7
11,7
21,7
21,7
21,7
21,7
2,7
3,0
3,1
3,1
3,3
3,3
3,5
3,5
3,6
3,8
2,8
2,2
2,8
3,4
3,4
5,6
7,0
7,3
54
62
56
ЬО
58
53
58
62
36
34
34
26
26
g2
32
